基于电压下降方式的VSC-MTDC控制方式研究

电压源换相高压直流输电是基于电压源换流器(VSC)的新一代高压直流输电技术。首先对VSC-HVDC的内外环控制进行分析,确定内外环控制方式,然后对多端柔性直流输电(VSC-MTDC)的控制策略进行研究,采用电压下降的控制方式对五端直流系统进行建模,利用PSCAD/EMTDC仿真软件进行仿真模拟。结果表明采用电压下降控制方式的VSC-MTDC具有良好的系统协调性,具备利用上层控制可以快速自动调节功率分配的特性,并且具有良好的扩容性。     

向无源网络供电的VSC-HVDC系统仿真研究

通过分析dq0坐标系下电压源换流器(VSC)模型,获知基于VSC的高压直流输电系统(VSC-HVDC)中有功和无功功率可以分别由d轴电流分量和q轴电流分量独立控制的结论,并基于此设计了定直流电压、定交流电压控制器.在建立VSC-HVDC向无源网络输电的Matlab仿真模型的基础上,对定直流电压、定无功功率、定交流电压等控制方式进行了仿真分析.仿真结果表明,建立的VSC-HVDC系统能较好地向无源网络供电,且控制方式灵活、简便,在传输有功功率的同时VSC还可以吞吐无功功率.     

基于PSCAD的模块化多电平换流器仿真研究

作为新一代直流输电技术,基于电压源换流器(VSC)的柔性直流输电(VSC-HVDC)发展前景广阔,特别是模块多电平换流器(MMC),将日趋成熟并广泛应用到输电领域。主要研究模块化多电平换流器系统的主电路参数设计、控制方法和仿真建模方法。在EMTDC/PSCAD平台上,搭建两端模块化多电平换流器直流输电(MMC-HVDC)的详细仿真模型,通过对模型在额定状态和功率波动状态下的运行结果进行分析,验证了仿真模型的有效性。     

向无源端网络供电的多端MMC-HVDC控制策略研究

本文以贵州电网柔性直流配电示范工程为对象,研究向无源网络供电的多端MMC-HVDC控制策略。首先分析了无源网络的供电特性以及MMC-HVDC向无源网络供电的可行性,研究了基于混合子模块的MMC数学模型,然后搭建了一个向无源网络供电的四端柔性直流输电系统仿真模型并为其设计了相应的双环控制策略。常规的无源端控制器采用定交流电压和频率控制,介绍了虚拟同步发电机的控制原理,结合项目需求,文中同时还设计了采用虚拟同步发电机控制的无源端控制器。最后,利用PSCAD对搭建的多端柔性直流输电系统模型及其无源端控制器的设计进行了仿真验证,仿真结果表明两种控制策略都能实现向无源网络的灵活供电,但基于虚拟同步发电机控制的无源端控制器能减少负荷波动时的频率波动。     

混联无源端供电直流输电系统建模与控制

在工程实践中采用两电平电压源换流器VSC(voltage source converter)和模块化多电平换流器MMC(modular muhilevel converter)的直流输电系统,各有优劣。若将其混合连接,扬长补短,可大大提高系统设计的灵活性和可靠性。鉴于此,该文提出了一种整流侧和逆变侧分别采用两电平VSC和MMC的向无源端供电混联结构直流输电HVDC(high voltage direct current)系统。该系统整流器采用具有LCL有源阻尼补偿的PI双闭环控制,逆变器采用具有有源阻尼补偿的反馈线性化控制。文中采用Matlab/Simulink仿真软件搭建了VSC两电平和MMC四电平混联系统模型,对有功、无功负荷增加两种工况进行了仿真。仿真结果表明,所设计控制器能有效稳定母线电压,并对负荷变化快速反应,可向无源端提供高质量电能。     

一种优化控制策略在基于电压源换流器的HVDC系统中的应用

文章阐述了基于电压源换流器(VSC)和脉冲宽度调制(PWM)技术的直流输电与传统的直流输电相比具有的诸多优点.在建立交/直流(AC/DC)并联输电系统模型基础上,提出一种优化控制策略,该控制策略将直流输电本身的控制与发电机励磁控制相综合,在系统发生故障时能同时稳定发电机和直流输电系统.还在相同的条件下对基于VSC的HVDC和传统的HVDC进行了仿真比较,仿真结果表明,在该优化控制策略指导下,前者在系统发生故障时体现了较好的阻尼特性,且该HVDC系统本身在该控制策略下也有较高的稳定性.     

基于MATLAB的轻型直流输电系统的仿真

轻型直流输电(HVDC Light)是一种新型的输电技术,以电压源换流器(VSC)为核心,控制上采用脉宽调制技术(PWM)以达到高可控性直流输电的目的。文章首先分析了轻型直流输电系统的基本结构和原理,然后利用MATLAB仿真软件建立一个三电平轻型直流输电系统的仿真模型,最后对仿真结果进行分析,仿真结果表明建立的轻型直流输电系统具有较好的稳定精度和响应速度。文章为将来研究轻型直流输电系统的物理模型奠定了一定的理论基础。     

基于VSC-MTDC的平均值建模与控制策略EI北大核心CSCD

针对基于电压源型变流器(voltage source converter,VSC)的多端直流输电(multi-terminal HVDC transmission,MTDC)系统的电磁暂态仿真中,每一个VSC均包含多个电力电子器件,同时采用脉宽调制技术,势必增加VSC-MTDC仿真系统的数学计算量的问题,提出了一种VSC平均值模型替代VSC详细模型,以简化仿真系统。基于VSC平均值模型的简化方法,即:忽略变流器输出电压中的所有高次谐波,以受控电压源替代变流器输出,以虚拟受控电流源表征交/直流接口关系。最后,通过搭建三端VSC-MTDC输电仿真系统,对比了所提出的平均值模型与详细模型在各个工况下的系统响应,仿真结果表明,VSC平均值模型与详细模型在不同工况下,两者的系统动态响应基本一致,采用平均值模型系统仿真速度更快,仿真效率更高。     

基于VSC-MTDC的平均值建模与控制策略

针对基于电压源型变流器(voltage source converter,VSC)的多端直流输电(multi-terminal HVDC transmission,MTDC)系统的电磁暂态仿真中,每一个VSC均包含多个电力电子器件,同时采用脉宽调制技术,势必增加VSC-MTDC仿真系统的数学计算量的问题,提出了一种VSC平均值模型替代VSC详细模型,以简化仿真系统。基于VSC平均值模型的简化方法,即:忽略变流器输出电压中的所有高次谐波,以受控电压源替代变流器输出,以虚拟受控电流源表征交/直流接口关系。最后,通过搭建三端VSC-MTDC输电仿真系统,对比了所提出的平均值模型与详细模型在各个工况下的系统响应,仿真结果表明,VSC平均值模型与详细模型在不同工况下,两者的系统动态响应基本一致,采用平均值模型系统仿真速度更快,仿真效率更高。     

一种优化协调控制策略在VSC HVDC中应用

随着大功率电力电子技术的发展和可工作在高频率开关状态的完全可控器件(如大功率IGBT,IGCT等)的出现,使得电压源型直流输电(VSC HVDC)成为现实,这种新型的直流输电技术和传统直流输电相比,体现了诸多优点.该文建立了一种适合于研究VSC HVDC基频下的运行与控制特性的VSC HVDC模型,并将该模型方程与电力系统微分代数方程统一起来.在此基础上提出一种VSC HVDC与发电机励磁协调控制策略,在AC/DC交直流混合系统中研究了该控制方式对各自的影响,仿真表明,采用该优化协调控制,发电机和HVDC在系统发生故障或者扰动后都能够快速恢复正常稳定运行,且该控制方式对于系统参数变化具有一定鲁棒性.     

基于改进算法的MMC电容电压平衡策略

基于电压源型换流器的高压直流输电采用全控器件IGBT,又称为柔性直流输电,其中模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)技术具有开关频率低、谐波少、方便拓展等特点,现已成为学者广泛关注的热点,对其子模块均压控制则是该技术的关键.通过对MMC结构进行深入分析,提出了一种改进的电...     

基于VSC的多端直流输电系统的仿真研究

基于电压源换流器的直流输电技术(VSC-HVDC)是一种新型的输电技术,笔者分析了VSC-MTDC系统的基本原理和特点及直流输电系统的运行方式,并利用MATLAB/Simulink建立基于VSC换流器的三端和五端直流输电系统的模型,改进了控制系统,最后通过仿真试验,验证了VSC-MTDC系统可以灵活的控制有功功率,且可靠性较高.     

VSC-HVDC配电系统建模及暂态故障分析

全球能源互联网构建的基础是科学、合理地选择、建设多种多样的输电方式。电压源换流器型高压直流输电(voltage sourced converter-high voltage DC,VSC-HVDC)得到了越来越多的关注,是一种以电压源换流器和脉宽调制(pulse width modulation,PWM)等技术为基础,硬件上采用绝缘栅双极型晶体管(insulated-gate bipolar transistor,IGBT)等可关断器件,控制上采用PWM技术的一种新型输电技术。由于VSC可工作在无源逆变方式,可以向孤立负荷供电,VSC-HVDC常用于配电系统。建立VSC-HVDC配电系统的数学模型和控制器模型,将空间矢量PWM(space vector PWM,SVPWM)技术应用于VSC-HVDC供电系统,并对各种故障类型下VSC-HVDC配电系统运行特性进行仿真,验证所建模型的正确性。     

基于柔性直流输电技术的分布式发电在城市电网中的应用

分布式发电是一种相对集中发电的分散发电方式。城市电网是城市现代化建设的重要基础设施之一,是电力系统的主要负荷中心,具有用电量大、负荷密度高、安全可靠和供电质量要求高等特点。轻型柔性直流输电技术是在电压源换流器(VSC)和绝缘栅双极晶体管(IGBT)基础上开发出来的一种新型的输电技术。文中对分布式发电在城市电网中的应用进行可行性分析,然后介绍了柔性直流输电技术及其在分布式能源并网中的应用,并给出2个实际工程,为基于柔性直流输电技术的分布式能源在城市电网供电相关工程提供参考。     

双端柔性直流输电系统运行特性仿真研究

通过分析柔性直流输电系统的功率、电压和电流关系,获知幅相控制和直接电流解耦控制是一致的,均通过改变电压源换流器(VSC)交流侧电压的大小和相位,进而改变交流侧电流的大小和相位,实现VSC的四象限运行。运用PSCAD建立了双端柔性直流输电系统模型,对其稳态运行和短路故障进行了仿真计算,分析了交直流参数间的数量关系,结果证明该模型准确反映了系统正常运行和短路故障,可用于进一步分析系统的保护和控制。     

海洋石油平台柔性直流输电系统的研发与应用

提出了一种适合海上油气田的基于电压源变流器(VSC)的柔性直流输电(HVDC Light)方案。该HVDC Light系统拓扑结构采用功率单元级联的形式,无需IGBT串联,可靠性更高,且直流电压等级匹配灵活,两端交流系统无需滤波电路。其整流站为基于直接电流控制的脉宽调制(PWM)单位功率因数整流器,采用定直流电压控制,逆变侧VSC单元采用定交流电压控制策略。通过仿真软件PSCAD/EMTDC对系统和实际控制功能进行建模和仿真,进行了现场试验,并成功投入到现场,验证了所提方案的可行性和可靠性。     

基于虚拟磁链的直接功率控制在VSC-HVDC中的应用

基于电压源换流器的高压直流输电系统(voltage sourced converter HVDC,VSC-HVDC)作为一种新型的直流输电技术,克服了传统直流输电系统中的换相失败、必须联结于有源网络等缺点,在新能源发电并网、孤岛供电、交联系统互联等应用场合具有广阔前景。研究了VSC-HVDC系统基于虚拟磁链定向直接功率的控制方法,根据推导的VSC电流矢量方程分析了空间电压矢量对有功功率、无功功率的作用机制,并由此改进了功率开关器件控制开关状态表的选择方案,仿真结果表明,新的开关状态表使得系统有功、无功功率调节更加平滑、快速,功率波动更小,从而提高了电力系统的稳定性。     

全控器件励磁系统改善电力系统阻尼特性的研究

全控器件励磁系统能够拥有两条通道为电力系统提供阻尼:励磁控制以及无功注入.本文着重研究无功注入改善电力系统阻尼特性的能力.在介绍了基于电压源型换流器(VoltageSourceConverter,VSC)的全控器件励磁系统的基本结构及其等效模型的基础之上,建立了装有全控器件励磁系统的单机无穷大系统的Philips-He...     

LCC-VSC混合直流输电系统分析及仿真验证

通过对传统直流输电和柔性直流输电发展历程、技术特点及应用范围的总结,研究一种新型直流输电方式——混合直流输电,该系统的两端由传统直流输电中的相控换流器(line commutated converter,LCC)和柔性直流输电中的电压源换流器(voltage source converter,VSC)组成。在阐述其拓扑结构、工作原理的基础上,分析一种针对该系统的控制策略,并通过电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC进行仿真验证。仿真结果表明,该混合直流输电系统兼具传统直流输电和柔性直流输电的优点,在遇到单相接地、三相短路等故障时,可快速恢复并重新实现稳定运行状态,适应于各种集中式、分布式电源,具备能源互联的能力。     

基于matlab的柔性直流输电系统建模与仿真

随着电力电子技术和控制技术的发展,特别是全控型电力电子器件的发展,出现了一种以电压源换流器、自关断器件和脉宽调制(PWM)技术为基础的新型输电技术——基于电压源换流器的高压直流输电(VoltageSource ConverterbasedHighVoltageDirectCurrentTransmission,VSC-HVDC),也称柔性直流输电。采用该技术可以有效的解决传统交直流输电系统中的一些缺陷,使得电网更加合理。对于柔性直流输电的拓扑结构、仿真建模、和仿真实验的研究将是本篇论文的主要内容。